العلم وراء الشحن السريع بالتيار المستمر: فهم التكنولوجيا

مقدمة

مع انطلاق ثورة المركبات الكهربائية، يتزايد الطلب على تقنيات الشحن السريع والفعال. كما أنها تمثل ثلاثة أضعاف التقدم التراكمي للبنية التحتية للشحن السريع بالتيار المستمر - ربما أحد أكبر عوامل التغيير، إن لم يكن أكبرها، بين جميع تقنيات المركبات الكهربائية المستخدمة حتى الآن، لأنها تتيح إجابة غير ملوثة تشبه تعبئة البنزين في المحطات التي تعتمد حتى الآن على منافذ التيار المتردد. يمكنك أن ترى كيف تعمل هذه التقنية على شحن السيارات التي تعمل بالقابس من جميع الأنواع بشكل أسرع بكثير من أي شيء آخر موجود في المنشور المذكور أعلاه، وفيما يلي نصف بإيجاز (بشكل أساسي) الشحن السريع بالتيار المستمر أيضًا.

الشحن السريع DC

الشحن السريع DC هو الشكل السريع لإعادة شحن السيارة الكهربائية على DC من شاحن البطارية. كما تم بناء مصدر DC EV ومولد الطاقة للشحن على هذا النحو - مما يسمح بأوقات شحن أسرع تمامًا مثل كيفية تخلص جميع إلكترونياتنا من PSU الخطي، لصالح PSU التبديلي. أسرع بكثير، مما يعني تقليل وقت الشحن (20-30 دقيقة يمكن أن تشحن EV بنسبة 80٪، وهي ليست طويلة بما يكفي لعشاء ساخن لطيف)، وقد ظهر الشحن السريع 250 كيلو وات.

هذا هو، بمعنى ما، فيزياء الشحن السريع للتيار المستمر - كيف يمر التيار الكهربائي عبر قوى خارجية على بطارية ليثيوم أيون ويتفاعل معها. في حالة أخرى، ستحرق بعض البطاريات وتقليها بتيارات عالية جدًا أوالجهد، والتي ليست رائعة للنظام. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحويل كل التيار/الجهد الكبير مباشرة إلى خلايا البطارية كما يفترض الشحن السريع.

نظام الشحن ومكونات الشاحن

البنية التحتية التي تدعم الشحن السريع بالتيار المستمر بسيطة نسبيًا أيضًا، والتي تتألف من مقومات (تحول طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى شكل مناسب لاستخدام بطارية السيارة الكهربائية) والمحولات والضوابط اللازمة- لالضبط الجهد/التيار من الطاقة الكهربائية المترددة المعدلة في طريقها عبر الكابلات بين السيارة الكهربائية التي يتم شحنها. يعد التكامل السلس بين الأجزاء المختلفة للنظام مسؤولاً عن التحكم في الطاقة وموازنة الحمل باستخدام تقنية الشبكة الذكية هذه.

تكنولوجيا البطارية والدعم

ستتصرف الشواحن السريعة أيضًا بشكل مختلف مع بطاريات السيارات الكهربائية الأخرى، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو الحالة الصلبة. ومع ذلك، فإن بروتوكولات الشحن الأطول التي تعزز كيمياء البطارية ضرورية أيضًا من أجل الكفاءة والسلامة. من ناحية أخرى، هناك بطاريات يمكن شحنها بمعدلات عالية مرارًا وتكرارًا مع القليل من التدهور حيث يتم سحب الخيوط حيث تحتاج بعضها إلى معاملة أكثر حساسية من حيث الشحن. الشحن السريع وتحسينات البطارية هما الطريقان المرتبطان بمستقبل تكنولوجيا البطاريات.

مسببات الأمراض في الإلكترونيات الكهربائية والتحكم فيها

تعتبر الإلكترونيات القوية ضرورية لإدارة عملية الشحن السريع. تتحكم هذه الأنظمة في كمية التيار الكهربائي وتدفق الجهد لتوفير مستوى شحن مقبول للبطارية. ستعمل أنظمة التحكم على موازنة حالة شحن البطارية ودرجة حرارتها لضمان عمر طويل ومجموعة من المعلمات الأخرى لتعظيم سرعة الشحن بشكل موثوق. نحن نبحث أيضًا في إعدادات الشحن للتشغيل في خوارزميات عمر البطارية التي يمكن تحسينها بسبب نظام الشحن الأكثر دقة والاستدامة.

الإدارة الحرارية والسلامة

كما هو الحال مع الشحن السريع بدون إدارة حرارية، فإن البطاريات سوف تتلف ببساطة وسوف تتدهور قريبًا جدًا، انسى السلامة. مثل الباقي في أن الشحن السريع يسخن البطارية ويسخنها بشكل سيئ أو سريع، كرر هذا بمرور الوقت ثم التخفيف الذي تحتاجه لتتمكن من استخدامه فقط عندما يكون لديك حقًا. الآن، أنتم جميعًا تعلمون أن أي سيارة مصممة خصيصًا وقادرة على القيام بأشياء رائعة بها حزمة ليثيوم أيون محشورة في مكان ما..

التحديات والابتكارات

إن قيادة أي من هذه السيارات إلى حالة شحن 80% على شاحن سريع يعمل بالتيار المستمر مع جرعات صغيرة بينهما ليس بالأمر السهل، وعلاوة على ذلك، حتى لو تمكنا من نشر البنية التحتية للشحن ببطء حسب الكتل أو المناطق بمرور الوقت، فمن المحتمل أن يؤدي هذا إلىضاربعمر البطارية لدينا.

الاستنتاج

ستكون من بين هؤلاء الأشخاص الذين يعطون أهمية للبيئة وفي الواقع فإنهم يوفرون لك جميع الفوائد اعتمادًا على استثمارك سواء كان توفيرًا للتكلفة أو الوقت أو الاهتمام بالطبيعة من خلال استثمار مبلغك في شاحن محمول للسيارات الكهربائية. بينما ترتفع أعداد السيارات الكهربائية، تلعب الشواحن المحمولة دورًا حيويًا في مساعدة التحول. بالنسبة لمالكي السيارات الكهربائية، وكذلك المستثمرين المحتملين للمنتج المعني، سيتم دائمًا النظر في التكاليف الإجمالية وإذا كان من المتوقع أن تستخدم الشحن المحمول مع خدمات أخرى متصلة بهذا، فيجب ألا تمر تكلفته الإجمالية دون أن يلاحظها أحد لتحقيق وفورات طويلة الأجل.